I. Termos e Definições

A luz solar contém uma grande quantidade de luz ultravioleta (UV), com comprimentos de onda de aproximadamente 290 a 460 nm, que é prejudicial a objetos coloridos. Essa luz UV prejudicial faz com que as moléculas de cor se decomponham e desbotem por meio de uma reação química de oxirredução. O uso de absorvedores de UV pode prevenir ou reduzir eficazmente os efeitos nocivos da radiação UV sobre os objetos protegidos.

Um absorvedor de UV é um estabilizador de luz que absorve a porção ultravioleta da luz solar e de fontes de luz fluorescente sem sofrer qualquer alteração. Sob a luz solar e a fluorescência, plásticos e outros polímeros sofrem reações de auto-oxidação devido à ação da radiação UV, levando à degradação e deterioração do polímero, resultando em aparência e propriedades mecânicas deficientes. A adição de absorvedores de UV absorve seletivamente essa radiação UV de alta energia, convertendo-a em energia inofensiva que é liberada ou consumida. Como diferentes polímeros possuem diferentes comprimentos de onda UV que causam degradação, diferentes absorvedores de UV absorvem diferentes comprimentos de onda da radiação UV. Portanto, o absorvedor de UV apropriado deve ser selecionado com base no tipo de polímero utilizado.

II. Classificação e funções dos absorvedores de ultravioleta

Os absorvedores de ultravioleta devem atender às seguintes condições:

① Possui alta capacidade de absorção de raios ultravioleta (especialmente raios ultravioleta com comprimentos de onda de 290 a 400 nm); ② Apresenta boa estabilidade térmica e não sofre alterações devido ao calor, mesmo durante o processamento, com baixa volatilidade térmica; ③ Possui boa estabilidade química e não reage adversamente com os componentes do produto; ④ Possui boa miscibilidade e pode ser disperso uniformemente no material sem formação de bolhas ou infiltração; ⑤ O próprio absorvente possui boa estabilidade fotoquímica, não se decompõe e não muda de cor; ⑥ É incolor, atóxico e inodoro; ⑦ É lavável; ⑧ É barato e facilmente disponível.

Os absorvedores de UV benzotriazólicos são atualmente os mais utilizados na China, mas os absorvedores de UV triazínicos apresentam desempenho significativamente superior. Os absorvedores de triazínicos possuem excelentes propriedades de absorção de UV, além de outras vantagens, o que os torna amplamente aplicáveis ​​em polímeros. Apresentam excelente estabilidade térmica, boa estabilidade de processamento e resistência a ácidos. Em aplicações práticas, os absorvedores de UV triazínicos demonstram um forte efeito sinérgico com estabilizadores de luz de amina impedida; quando utilizados em conjunto, produzem melhores resultados do que quando utilizados individualmente.

III. Vários absorvedores ultravioleta comuns

(1) Os produtos da reação de o-nitroanilina e p-cresol

Apresenta-se como cristais incolores ou amarelo-pálidos. É solúvel em muitos solventes orgânicos, como gasolina, benzeno e acetona. Possui solubilidade muito baixa em água e não se decompõe em álcalis ou ácidos concentrados. Pode reagir com íons de metais pesados ​​formando sais. Absorve luz ultravioleta com comprimentos de onda de 270-280 nm. Seu ponto de fusão é de 130-131 °C.

É utilizado principalmente em resinas como poliéster, poliéster clorado, acetato de celulose, cloreto de polivinila, poliestireno, plexiglass e poliacrilonitrila. Apresenta melhor estabilidade em produtos transparentes do que em produtos coloridos. A dosagem em produtos acabados é ≤0,5%.

(2) 2-Hidroxi-4-metoxibenzofenona (UV-9)

Pó cristalino amarelo pálido ou branco. Densidade 1,324 g/cm³. Ponto de fusão 62-66 °C. Ponto de ebulição 150-160 °C (0,67 kPa), 220 °C (2,4 kPa). Solúvel na maioria dos solventes orgânicos, como acetona, cetonas, benzeno, metanol, acetato de etila, metil etil cetona e etanol; insolúvel em água. A solubilidade (g/100 g, 25 °C) em alguns solventes é a seguinte: benzeno 56,2, n-hexano 4,3, etanol (95%) 5,8, tetracloreto de carbono 34,5, estireno 51,2, DOP 18,7.

Como absorvedor de UV, é adequado para diversos plásticos, como cloreto de polivinila, cloreto de polivinilideno, polimetilmetacrilato, poliéster insaturado, resina ABS e resina celulósica. A faixa de comprimento de onda de absorção máxima é de 280 a 340 nm, e a dosagem típica é de 0,1% a 1,5%. Possui boa estabilidade térmica e não se decompõe a 200 °C. Este produto praticamente não absorve luz visível, sendo adequado para produtos transparentes e de cores claras. Também pode ser utilizado em tintas e borracha sintética.

(3) 2-Hidroxi-4-n-octiloxibenzofenona (UV-531)

Pó cristalino amarelo pálido ou branco. Densidade 1,160 g/cm³ (25 °C). Ponto de fusão 48~49 °C. Solúvel em acetona, benzeno, etanol e isopropanol; pouco solúvel em dicloroetano; insolúvel em água. A solubilidade (g/100 g, 25 °C) em alguns solventes é: acetona 74, benzeno 72, metanol 2, etanol (95%) 2,6, n-heptano 40, n-hexano 40,1, água 0,5.

Como absorvedor de UV, absorve fortemente a luz ultravioleta com comprimentos de onda de 270 a 330 nm. Pode ser utilizado em diversos plásticos, especialmente polietileno, polipropileno, poliestireno, resina ABS, policarbonato e cloreto de polivinila. Apresenta boa compatibilidade com resinas e baixa volatilidade. A dosagem típica é de 0,1% a 1%. Possui um bom efeito sinérgico quando utilizado com uma pequena quantidade de 4,4-tiobis(6-terc-butil-p-cresol). Este produto também pode ser utilizado como estabilizador de luz em diversos revestimentos.

(4) O 2-(2′-hidroxi-3′,5′-di-terc-fenil)-5-clorobenzotriazol (UV-327) é um absorvedor de UV com propriedades e usos semelhantes ao benzotriazol UV-326. Absorve fortemente a luz ultravioleta com comprimentos de onda de 270 a 380 nm, possui boa estabilidade química e volatilidade muito baixa. Apresenta boa compatibilidade com poliolefinas, sendo particularmente adequado para polietileno e polipropileno. Além disso, também pode ser utilizado em cloreto de polivinila, polimetilmetacrilato, polioximetileno, poliuretano, poliéster insaturado, resina ABS, resina epóxi, resina celulósica, etc. Este produto apresenta excelente resistência à sublimação térmica, lavabilidade, resistência ao desbotamento por gases e retenção de propriedades mecânicas. Possui um significativo efeito sinérgico quando utilizado com antioxidantes, sendo empregado para melhorar a estabilidade termo-oxidativa de produtos.

(5) O monobenzoato de resorcinol é um pó cristalino branco. Ponto de fusão 132~135℃. Densidade aparente 0,68 g/cm³ (20%). Solúvel em acetona e etanol, pouco solúvel em benzeno, água, n-heptano, etc. Como estabilizador de luz UV, seu desempenho é semelhante ao dos estabilizadores de luz à base de benzofenona. É usado principalmente em cloreto de polivinila, resina de celulose e poliestireno, tipicamente em uma dosagem de 1% a 2%.